深紫外水凝胶

磁场调制双折射

基于二维低钴掺杂钛酸盐的水凝胶，首次在深紫外波段实现力学可调的双折射，应变可调谐相位。

Xu, Youan · 丁宝福 · Huang, Ziyang · Dai, Lixin · Liu, Peng · Bing, Li · Cai, Wei · Cheng Hui-Ming · 刘碧录

Light: Science and Applications 2023

具体参数

光学各向异性因子

{'zh': '1.5 × 10⁻¹¹', 'en': '1.5 × 10⁻¹¹'} C² J⁻¹ m⁻¹

比磁光 Cotton-Mouton 系数

{'zh': '3.9 × 10⁶', 'en': '3.9 × 10⁶'} T⁻² m⁻¹

调制波长

{'zh': '303', 'en': '303'} nm

应变范围

{'zh': '0–50', 'en': '0–50'} %

技术优势

深紫外双折射可调

通过机械应变（压缩或拉伸）从 0 到 50% 连续调节水凝胶的双折射，从而调制 303 nm 深紫外光的相位。

小磁场即可制备

极高的 Cotton-Mouton 系数使二维材料在极低浓度下即可在小磁场中排列，形成双折射水凝胶。

各向异性远超以往

二维低钴掺杂钛酸盐的光学各向异性因子为 1.5 × 10⁻¹¹ C² J⁻¹ m⁻¹，大于此前报道的最大值。

应用场景

• 深紫外光学元件：用于制造深紫外波段相位可调的波片、偏振片等元件，替代固定双折射的传统元件。
• 可调谐双折射器件：通过应变实时调节双折射，实现无运动部件的动态光调制。
• 光调制器：水凝胶可作为深紫外光相位调制器，用于光通信和光束控制。